Манометрлік термометрді тексеру

Жұмыстың мақсаты –манометрлік термометрдің құрылысы мен жұмыс істеу барысымен танысу. Газды манометрлік термометрді тексеруден өткізу.

Манометрлік термометрдің жұмыс істеу барысы / принцип/ температура өзгерісте тұйықталған көлемде заттың қысым өзгерісіне негізделген. Манометрлік термометрдің схемасы І суретте көрсетілген. Құрал термобаллон І капиллярлы құбыр 2- ден және манометрлік бөлік 3-6- дан

тұрады.

Бүкіл жүйе / термобаллон , капилляр, манометрлі серіппе /пружина/

жұмысшы затпен толтырылады .

Термобаллонды температураны өлшеу аймаққа орналастырады.Термобаллонды жылыту кезінде тұйық толған жүйе ішіндегі жұмысшы заттың-қысымы ұлғаяды.

Қысымның өсуі құрал қалам – соңы /перо/ немесе көрсеткішке жеткізу механизмі арқылы әсер ететін манометрлік құбырмен қабылданады.

Әдетте термобаллонды тоңбайтын болаттан, капилляр- мыс немесе

болат құбырғыдан жасалады. Ішкі диаметрі 0,15 – 0 , 5мм. Тағайындалуына байланысты капиллярлы құбырғының әр түрлі болуы мүмкін./60м дейін/.

Механикалық зақымданудан қорғау үшін капиллярлы қолдан өрілген

болаттан жасалған қорғау қабатына орналастырады. Кейде капилляр

/құбырғы/ болмауы мүмкін. Сондықтан термобаллонды тіке манометрлік бөлікпен жалғасады. Манометрлік термометрде бір орамды , көп орамды /геликоидты/ орам саны 6- дан 9-ға дейін және спиральды манометрлік құбырғылар қолданады.

Манометрлік термометрлерді кеңінен химиялық өндірісте қолданады.

Құрылысы өте қарапайым , секілді және диаграммалық қағазды

электроприводы жоқ кезінде жарылыс және өрттен қауіпсіздендіреді.

Осы приборлардың көмегімен температураны – 120° С ден 600 °С –қа

дейінг диапазонда /аймақ/ өлшеуге болады .

Манометрлік термометрлердің келесі түрлері;

Газбен толтырылған /газды/, бүкіл жүйе белгілі бір бастапқы термометрін көрсеткіш құрал мен үш сыммен қосу схемасы қолданылады. Оның мағынасы мынадай: а нүктесі /сурет 2/ кедергі термометріне тіке әкелінеді. Мұндай қосу схемасында бір қосқышсымның кедергісі R_у өлшегіш көпірдің иығына қосылады, ал екінші қосқыш сымның кедергісі R_у көпірдің көрші тұрақты кедергісі орналасқан иығына қосылады.

1- сурет Манометрлік термометр серіппе құбырымен

1-термобаллон, 2-капилярлы құбырғы, 3-серіппелі құбырғы

4-ұстағыш, 5-поводок, 6-тісті сектор

2-сурет Кантакты манометрлік термометрдің электрлік схемасы

1-көрсеткіш, 2 және қозғағыш әсерлер, 4-дабыл шамы, 5-бағана 6-клемді қорапша

Температураны өлшеу аймағында реалды және идеалды газдардың қасиеттерінің айырмашылығы көпте емес және термометрді градуиовкалағанда ескеріледі.

/1/ теңдіктен қысымның өзгеріс мәнін табамыз

∆Р=Р_t-Р₀= Р₀β(t-t₀)

/3/ теңдіктен көретініміз, сұйықтықты қыздыру /жылыту/ кезінде қысымның өзгерісі температураның функциясы болып табылады және сондықтан газды термометр сияқты сұйықты термометрлер біртекті бағанаға ие болады.

Термометрдің газ толтырылған жүйесіндегі бастапқы қысымы:

Р₀=∆Р/β (t-t₀)

Манометрлік термометрді газбен толтырылуы үшін, ал химиялық инертті ескерілмейтін тұтқыр, жылу сыйымдылы аз, таза күйінде оңай алынатындай болуы керек.

Осы барлық талаптарға азот жауап береді, қанағаттандырады. Азот пен толтырылған термометрлер температурасы 0⁰ ден +600⁰ С-на аймаққа қолданады.

Термометрлік жүйеде бастапқы қысым салыстырмалы үлкен болғандықтан атмосфералық қысымның құралдың көрсеткішіне әсерінің ауытқуын аз болуынан оны ескермесек те болады. Қоршаған ортаның температурасы +20⁰С –тан ауытқуынан өлшеу кезінде туатын қателігі сәйкес формуламен есептелінеді.

Газды манометрлік термометрдің спецификатциялық жетіспеушілігіне жататын мыналар, олардың салыстырмалы үлкен жылу инерциясы, термобаллонның қабырғаларының арасындағы жылу өлшеу коэффициентінің төмендегі және оған толатын газбен жылу өткізгіштігі төмен газ: термобаллонның өлшемі үлкен болуы, оның диаметрі үлкен құбырғыларда орналасуын қиындатады және де жиі тексеруді қамтамасыз етеді.

Соңғысы газды термометрді жөндеу барысында туатын герметиканың бұзылуы және байқай бермейтін газдардың шығып кетуімен байланысты. Сұйық манометрлік термометрдің құралдың жүйесі белгілі бір бастапқы қысыммен сұйықтыққа толтырылады. Толтырылуына қажет сұйықтыққа мына талаптар қойылады: Жоғары жылу өткізгіштігі жылу сыйымдылығының аз болуы және термометр материалына химиялық инертті болуы. Әдетте толтырылғанда сынап /температура аралығы -30---+600⁰С –қа/ және ксилол /температура аралығы /-40 +200⁰С-қа дейін/

Сұйықтық үшін қысымның температурадан өзгеруін мына теңдікпен көрсетеміз:

∆Р=β/μ*∆t /3/

Мұндағы ∆Р – қысым өзгерісі Н/м²

β – сұйықтықтың көлемінің ұлғаюының коэффициенті І/⁰С

μ-Сұйықтықтың сығылу коэффициенті

∆t –температура өзгерісі ⁰С

Термометрлерде сұйықтықтың қайнаудан қорғауын қамтамасыз ететін бастапқы кезекті қысым 1,47-1,96 ИН/м² /15-20кгс/см² –нің үлкен болуының арқасында өлшейтін ортаның температурасының салыстырмалы тез қабылдайды. Бірақ та осы себептерге байланысты газды термометрге қарағанда, сұйықты термометрде қоршаған ортаның температурасының тербелісінің қателігі көп болады.

Температураның қателіктерін есептегенде сол формула бойынша газды термометрлерге міндетті түрде конденсатциялық құрылғы қолдану керек. Сұйықтық мүлде сығылмайтындықтан атмосфералық қысымның өзгеріс құрал көрсеткішіне әсер етпейді.

Конденсатциялық манометрлык термометрде термобаллон әдетте 2/3 көлемде төмен қайнайтын сұйықтықпен толтырылады. Толтырылар алдында термометрді жүйедегі ауаны шығару керек. Термометрдің тұйықталған жүйесінде үнемі бір мезгілде өтетін булану және конденсация процестер арасында динамикалық тепе-теңдік орнап тұрады.

Температура жоғарлауымен сұйықтың булануы күшейеді және будың секімділігі жоғарлайды, соған байланысты конденсатция процесі күшейеді. Қорытындысында қаныққан бу белгілі қысымға жетеді, ол қысым температураға тіке жауап береді.

Капилляр мен манометрлік трубканы толтыратын орта сұйық немесе газды түрде қандай күйде болсада қысымның жеткізушісі /передатчиком/ болып табылады.

Қаныққан будың қысымның температураға тәуелділігінің бір мәнді болуы критикалық температураға дейін созылады, онда берілген сұйықтықтың критикалық температурасынан термометрдің бағанасының жоғарғы шегі /бағанасы/ төмен болуы тиіс.

Температураның өзгеруімен қысымның манометрлік серіппеге капилляр арқылы беріледі. Қаныққан будың қысымның өзгерісі температура өзгерісіне пропорционал емес, сондықтан конденсатциялық термометрдің бағанасы бір текті емес болып табылады.

Термометрді толтыруға қажет сұйықтықтың болуы керек: химиялық таза болуы, Қайнау нүктесінің – жеткілікті төмендегі өлшейтін температураның шектік аралығында қысымның керекті мәнін қамтамасыз етеді. Содан басқа, олар термометрдің материалына химиялық әсет етпеуі тиіс.

Басқа термометрлерге қарағанда, конденсатциялық термометр аса сезгіш болып келеді. Бұл қаныққан бу қысымының температурасымен өте тез өзгеру мен түсіндіріледі. Әртүрлі манометрлік термометрлердің негізгі қателігі олардың капиллярларының ұзындығына байланысты ± 0,5-тен ± 2,5 дейін құрайды.

Жоғарғы қысымда жұмыс істейтін зиянды орта немесе аппараттағы өнімнің температурасының өзгергенде маномертлік термометрдің термобаллоны қорғаныс гильзада орналасқан. Екінші прибормен жұмыс істеу үшін электрлік және пневматикалық дистанциялық жеткізгіш көрсеткіші бар манометрлік термометрлер жасалады. Бұл приборларда жекеленген электрлік немесе пневматикалы дабылға айналған.

Қондырғының реті мен жұмыс жүргізу методикасы.

Газды маномертлік термометрді тексеруден өткізу үшін арналған қондырғының схемасы сурет 3 көрсетілген.

Қондырғы ішіне енетін электр пеште /4/ үлгілі құрал-автоматты электрлі көпір ЭИВ2-211А/3/ пен жұмыс істейтін қарсылысу термометрімен манометр термометрінің термобаллоны орналасқан. Үлгілі приборды тексеретін манометрлік термометрлер өзі жазғыш ТСТ-410/2/ және көрсеткіш ТПГ – 180/І/ шам /5/ іске қосушылар П₁ және П₂ . Іске қосушы лабораториялық қондырғыны қосу үшін арналған. Қондырғының жылытқыш элементі ретінде электр пеш /4/ болып табылады. Бұл пеш 220В кернеудегі өндіріс көзіне қосылатын, керамикалық құбырғы мен спиралдан жасалынған. Шам /5/ лабораториялық қондырғыны қосқан кезде жанады. Бұл жұмыста манометрлік термометрді тексеру температура өсумен температура төмендеу барысында автоматикалық электронды көпірдің араласуымен жүргізіледі. Тексерілген термометрлердің көрсеткішінің қателігі мен вариацияны көрсеткішінің үлгілі прибор-автоматикалық көпір көрсеткішінің өлшенетін мөлшерінің нақты қабылданатын мәнмен салыстыра анықтайды. Тексеру алты рет жүргізіледі. Алынған эксперимент мәндерін кестеге еңгізеді және соларға абсалютті және келтірілген салыстырмалы қателіктер сонымен қатар көрсеткіштерінің вариатциясы есептелінеді.

3-сурет Газды манометрлік термометрді тексеру үшін арналған қондырғы схемасы

1-көрсететін газды манометрлік термометр ТПГ-180, 2-өзі жазғыш газды манометрлік термометр ТСГ-410, 3-автоматты электрлі көпір ЭИВ2-2ІІА;

4-электрлі пеш; 5-дабылғы шамы П1, П2 -қосқыш

Лабораториялық жұмыс №3